Einflüsse klimatischer Veränderungen
auf den Bodensee
Bernd Wahl
Institut für Seenforschung
Studien zu Klimafolgen für den Bodensee
Klima und Klimawandel am Bodensee
Temperatur, Schichtung und Durchmischung
Hydrologische Veränderungen
Auswirkungen auf die Ökologie des Sees
Folgen für Nutzungen des Sees
Handlungsoptionen
Topics
Studien zu Klimafolgen für den Bodensee
Folie 4
www.kliwa.de
KLIWA – Klimaveränderung und Konsquenzen für die
Wasserwirtschaft
Folie 5
Rückblick: Ermittlung bisheriger
Veränderungen
Ausblick: Abschätzung künftiger
Entwicklungen
A B Messnetz,
-programm
C
Niederschlag
Schneedecke
Grund-
wasser
Temperatur
Verdunstung
Flüsse
Seen
etc.
Regionalisierung
von Klimaszenarien
Wasserhaushalts-
Modelle
Abfluss-Modelle
hydrodynamische
Modelle
Bodensee:
Analyse von Langzeit-
messdaten
Bodensee:
Untersuchungen mit
numerischen
Modellen
etc.
Sozioökonomie,
Empfehlungen
D
KLIWA – Klimaveränderung und Konsquenzen für die
Wasserwirtschaft
Literaturstudie:
Einfluss des Klimawandels
auf Seen
KlimBo – Klimawandel am Bodensee
EUROPÄISCHE UNION
Europäischer Fonds
für Regionale Entwicklung
Schweizerische
Eidgenossenschaft
Conféderation suisse
Confederazione svizzera
Confederaium svizra
Projekt-Themen
• Wärmehaushalt
• Schichtung,Durchmischungsprozesse
• Schwebstoffeinträge aus dem EZG
• Einflüsse auf Wasserqualität
• Risiken für die Trinkwasserversorgung
• thermische Nutzung
...
Informationen
Webseite
www.igkb.org/aktuelles/klimbo
Broschüre
IGKB Blauer Bericht Nr. 60
EUROPÄISCHE UNION
Europäischer Fonds
für Regionale Entwicklung
Schweizerische
Eidgenossenschaft
Conféderation suisse
Confederazione svizzera
Confederaium svizra
Klima und
Klimawandel
am Bodensee
Lufttemperaturen
-10
-5
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Monat
[°C
]
9,2°C
Lufttemperaturen bei Konstanz Jan 1947 bis Dez 2004
Luft- und Wassertemperaturen am/im Bodensee
Dokulil et al., 2006
Kohärenz in den Temperaturverläufen mitteleuropäischer Seen
Tem
pera
tur
im T
iefe
nw
asser
[°C
]
Folie 12
KLIWA Heft 5: „Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden-Württemberg und Bayern“
Mittlerer Anstieg Lufttemperatur 1931-2000 [°C]
Lufttemperaturen: KLIWA-Analyse für Süddeutschland
• Jahresmittel: - zwischen 0,5 und 1,2°C wärmer
• Winterhalbjahr: - stärkere Erwärmung
- einhergehend mit vermehrt
westlichen / milden Wetterlagen
• Sommerhalbjahr: - Erwärmung weniger ausgeprägt
Niederschlag
~800 mm/a
Niederschlag Konstanz aus Tagesmittelwerten [mm/Tag]
Jan 1941 bis Dez 2004
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Monat
[mm
][m
m/T
ag
]
~800 mm/a
Niederschlag Konstanz mm / Tag
nach Kiefer 1972
Niederschlag
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Monat
[mm
][m
m/T
ag
]
KLIWA Heft 7: „Langzeitverhalten des Gebietsniederschlags in Baden-Württemberg und Bayern“
KLIWA Heft 8: „Langzeitverhalten der Starkniederschläge in Baden-Württemberg und Bayern“
• Jahresmittel (1931-1997): - überwiegend keine signifikanten
Trends der Niederschlagsmengen
- Zunahme der Häufigkeit trockener,
aber auch überdurchschnittlich
regenreicher Tage
• Winterhalbjahr: - meist zunehmende Niederschlags-
mengen
- einhergehend mit vermehrt
westlichen / feuchten Wetterlagen
• Sommerhalbjahr: - meist abnehmende Niederschlags-
mengen
Niederschlag: KLIWA-Analyse für Süddeutschland
Die Windverhältnisse am Bodensee
• Überwiegend schwache Winde
• keine ausgeprägte Hauptwindrichtung
bei schwachen Winden (Land-See-Winde: lokale Ausrichtung)
• Südwestliche Hauptwindrichtung
bei hohen Windstärken
• Föhn: vorwiegend östlicher Seeteil
• Langjährige Veränderungen: ???
aus Stundenmittelwerten
DWD-Station Konstanz
Seewinde
Landwinde nach Kiefer 1972 Peppler 1926
Föhn
KLIWA Heft 11: „Zum Einfluss des Klimas auf den Bodensee“
Richtung in Grad
Richtung in Grad
Die Globalstrahlung
Fink et al. 2014 und KlimBo-Abschlussbericht 2015
• Zunahme der Globalstrahlung 1984 bis 2011: 6,4 W/(m² a)
(Messstation St. Gallen)
• vor allem im Sommer
• Beitrag durch weniger Aerosole
bzw. geringere Luftverschmutzung
Temperatur, Schichtung und Durchmischung
Temperatur, Schichtung und Durchmischung
Tie
fe [m
]
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
5 10 15 20
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
5 10 15 205 10 15 20
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
210
170
130
95
65
35
5
250
210
170
130
95
65
35
5
-0.02 0.02 0.06
[°C]
°C / JahrT
iefe
[m
]
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
210
170
130
95
65
35
5
250
210
170
130
95
65
35
5
-0.02 0.02 0.06
[°C]
°C / JahrT
iefe
[m
]°C
... und Trendwerte (1961-2005) Wassertemperatur (Mittelwert 1961-2005)
Temperatur, Schichtung und Durchmischung
Temperatur, Schichtung und Durchmischung T
iefe
[m
]
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
5 10 15 20
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
250
220
190
160
130
100
70
45
20
0
5 10 15 205 10 15 20
°C
Wassertemperatur (Mittelwert 1961-2005)
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
1980 1990 2000
Ch
loro
ph
yll-a
[µ
g/l]
Chlorophyll-a März/April, Deckschicht µg/l
Algenwachstum
im Frühjahr beginnt
früher
Feb
Mrz
Apr
Mai
1980 1990 2000Ze
itp
un
kt
be
ste
r D
urc
hm
isc
hu
ng
Durchmischung
endet früher
Beste Durchmischung
Hydrologische Veränderungen
Rhein 370 m³/s
Alpenrhein 230 m³/s
Wasserhaushalt des Bodensees
Wasser-
entnahme
5 m³/s
Verdunstung
9 m³/s Niederschlag 14 m³/s
Zufluss
370 m³/s
Ausstrom
370 m³/s
Bild: DLR
Rhein 370 m³/s
Alpenrhein 230 m³/s
250
300
350
400
450
500
550
Monat
Pe
ge
l K
on
sta
nz [cm
]
J F M A M J J A S O N D
1.4
m
3.3
m
Wasserstände
Bodensee
(1960-2008)
Wasserhaushalt des Bodensees
Bild: DLR
Rhein 370 m³/s
Alpenrhein 230 m³/s
250
300
350
400
450
Monat
Pe
ge
l K
on
sta
nz [cm
]
J F M A M J J A S O N D
---[1960 - 1974][1975 - 1989][1990 - 2008]
Wasserstand
Bodensee
Niedrigere
Sommer-
wasserstände
Wasserhaushalt des Bodensees
Bild: DLR
250
300
350
400
450
Monat
Pe
ge
l K
on
sta
nz [cm
]
J F M A M J J A S O N D
---[1960 - 1974][1975 - 1989][1990 - 2008]
Wasserstand
Bodensee
Niedrigere
Sommer-
wasserstände
• geringere Schneeretention
in den Alpen
• Veränderte Niederschläge
• Zunahme der Verdunstung
im Einzugsgebiet
Wahrscheinliche Ursachen
Wasserhaushalt des Bodensees
• Veränderungen bei Hoch- und Niedrigwässern: Intensität, Häufigkeit?
• Veränderungen bei Schwebstoffeinträgen?
• Verschwinden der Gletscher (Wassermenge, Schwebstoffe)?
Weitere hydrologische Veränderungen ?
Modellstudien
Szenarien: Wie wandelt sich der See bis „2085“?
• Klimaszenarien
• Wettergenerator
• Modellsimulationen
Schichtungsstabilität
nimmt zu
Durchmischung
nimmt ab
Wassertemperaturen
Modelluntersuchungen
Modelluntersuchungen
Sauerstoff im
Tiefenwasser
nimmt ab
Felchenei (ISF)
Szenarien: Wie wandelt sich der See bis „2085“?
Weitere Modellstudien ...
z.B. zu
• Wärmehaushalt
• Austauschprozesse, Aufenthaltszeiten
• Flusswassereinschichtung und –ausbreitung
• Biologische Prozesse (Phytoplankton, Nährstoffe, ...)
Einflüsse auf die Ökologie des Sees
(Mögliche) Einflüsse auf die Ökolologie des Bodensees
• Vegetations-/ Entwicklungsbedingungen und –perioden
- Plankton Schichtung, Temperatur
- Sauerstoff- und Nährstoffverfügbarkeit Durchmischung
- Entwicklung Fischeier/-larven Temperatur
- Auftreten von Blaualgenblüten ?
• Verhalten
- Laichzeit der Felchen Temperatur
- Aufenthalt Zugvögel, ...
• Artenzusammensetzung
• Begünstigung von Neobiota ?
• Begünstigung von Parasiten und Krankheiten ? (z.B. bei Fischen)
• Wasserstandsänderung: Einfluss auf Ufer- und Feuchtgebietshabitate
• ...
In Vorbereitung:
KLIWA-Bericht zur Literaturstudie „Einfluss des Klimawandels auf den Bodensee“
Folgen für die Nutzungen des Sees
(Mögliche) Einflüsse auf die Nutzungen des Bodensees
• Trinkwasser: Studie im Rahmen des Projektes KlimBo:
keine Gefährdung, aber Vorsorgemaßnahmen empfohlen
• Schifffahrt: Nutzbarkeit von Häfen und Anlegestellen bei niedrigeren
Sommerwasserständen
• Wärmenutzung des Bodensees (Kühlen, Heizen): Belastung oder Verbesserung im Wärmehaushalt des Sees?
Studien im Rahmen des Projekts KlimBo
• Baden im See: Zerkarien (Badedermatitis) abhängig von Temperaturen
Blaualgenblüten?
• ...
Handlungsoptionen
Handlungsoptionen
• Beobachten und Bewerten (Monitoring)
• Abschätzung möglicher künftiger Entwicklungen (z.B. Modellstudien)
• Trinkwasser: Vorsorgemaßnahmen
• Ökologie: Vermeiden von zusätzlichen Belastungen geringe Nähstoffbelastung gegen Sauerstoffdefizit
Vermeiden des Einschleppens von Neobiota (z.B. Quagga)
• Interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit